Wie ist eine Bodenplatte abzubilden, die innerhalb des 5m Bereichs gedämmt und außerhalb ungedämmt ist?

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1 DIN V Frage & Antwort des Monats März 2011 Frage: Wie ist eine Bodenplatte abzubilden, die innerhalb des 5m Bereichs gedämmt und außerhalb ungedämmt ist? Gastbeitrag Dipl.-Ing. (FH) Lutz Friederichs Antwort: Die Frage des Monats März beschäftigt sich mit der Frage, wie eine Bodenplatte abgebildet werden kann, die innerhalb einer Zone sowohl gedämmt als auch ungedämmt ist. Wir betrachten hierzu beispielhaft folgenden Grundriss einer thermisch konditionierten Halle (> 12 o C) deren Bodenplatte zunächst ungedämmt sein soll und ein U=3,89 W/(m 2 K) aufzuweisen hat. Grundriss Die Höchstwerte der mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten der wärmeübertragenden Umfassungsfläche von Nichtwohngebäuden für die jeweiligen Bauteile sind in Anlage 2 Tabelle 2 aufgeführt. Frage & Antwort des Monats März

2 In der EnEV 2009 wird in der Anlage 2 unter Abschnitt 2.3 weiter ausgeführt, wie die Berechnung des mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten vorzunehmen ist: Auszug aus der EnEV Anlage 2 Abschnitt 2.3 Bei der Berechnung des Mittelwerts des jeweiligen Bauteils sind die Bauteile nach Maßgabe ihres Flächenanteils zu berücksichtigen. Die Wärmedurchgangskoeffizienten von Bauteilen gegen unbeheizte Räume oder Erdreich sind zusätzlich mit dem Faktor 0,5 zu gewichten. Bei der Berechnung des Mittelwerts der an das Erdreich angrenzenden Bodenplatten dürfen die Flächen unberücksichtigt bleiben, die mehr als 5 m vom äußeren Rand des Gebäudes entfernt sind. Die Berechnung ist für Zonen mit unterschiedlichen Raum-Solltemperaturen im Heizfall getrennt durchzuführen. Für die Praxis ergeben sich hierbei folgende Punkte, die zu beachten sind: 1) 5m Bereich Wie in EnEV 2009 Anlage 2 unter Abschnitt 2.3 angeführt, legt die EnEV größtes Augenmerk auf Flächenanteile, die innerhalb der ersten 5 m vom äußeren Rand entfernt liegen. Bei der Mittelwertbildung von Bodenplatten die ans Erdreich grenzen, werden diese 5 m Flächenbereiche vollumfänglich berücksichtigt, während alle Flächen außerhalb des 5 m Streifens unberücksichtigt bleiben. Diese Vorgehensweise darf keinesfalls dahingehend missverstanden werden, dass die Flächen außerhalb des 5 m Streifens im Gebäude überhaupt nicht erfasst werden müssen. 2) Unterschiedliche mittlere Wärmedurchgangskoeffizienten Für Zonen mit unterschiedlichen Raum-Solltemperaturen ergeben sich unterschiedliche Anforderungsniveaus nach Anlage 2 Tabelle 2. Sofern in einem Nichtwohngebäude Zonen mit den Nutzungsprofilen NP 16; NP 22.1; NP 35 oder NP 41 vorhanden sind, würde für jede in den Nutzungsprofilen angegebene Raum-Solltemperatur ein eigener mittlerer Wärmedurchgangskoeffizient U_m der wärmeübertragenden Umfassungsfläche für die entsprechende Zone berechnet und mit dem Anforderungsniveau der Tabelle 2 verglichen. NP 16 Raum-Solltemperatur im Heizfall 21 o C NP 22.1 Raum-Solltemperatur im Heizfall 17 o C NP 35 Raum-Solltemperatur im Heizfall 20 o C NP 41 Raum-Solltemperatur im Heizfall 12 o C Frage & Antwort des Monats März

3 3) Temperatur-Korrekturfaktoren von Bauteilen (Fx) Die Abbildung der Bodenplatte als ungedämmtes Bauteil führt im Normalfall zur Nichteinhaltung der Anforderungen nach EnEV Anlage 2 Tabelle 2. Die Berechnung der Wärmeverluste über die Bodenplatte mittels des vereinfachten Ansatzes nach DIN V Abschnitt (Fx-Werte) und die Angabe Randdämmung 5m breit, waagerecht verändert nicht den ursprünglichen U-Wert des Bauteils mit U=3,89 W/(m 2 K). Mit der Eingabe der horizontalen Randdämmung wird u.a. in Abhängigkeit von B, der Raumsoll- Temperatur (siehe Index e) sowie R f ein Fx Wert bestimmt, mit dem die Gegentemperatur theta_u im Erdreich nach DIN V Gleichung (37) berechnet werden kann. 4) DIN EN ISO 13370: Die Abbildung der Bodenplatte als komplett ungedämmtes Bauteil führt wie unter 3) ausgeführt im Normalfall zur Nichteinhaltung der Anforderungen nach EnEV Anlage 2 Tabelle 2. Die Berechnung des unteren Gebäudeabschlusses nach DIN EN ISO und die Angabe einer waagerechten Randdämmung verändert ebenfalls nicht den ursprünglichen eingegebenen U-Wert des Bauteils mit U=3,89 W/(m 2 K). Richtig ist, dass bei der Berechnung zur Bestimmung der Wärmeverluste über die Bodenplatte ein U 0 errechnet wird (siehe auch Abschnitt 8 der DIN EN ISO 13370: ). Dieser Wert für U 0 dient zur Berechnung des stationären Leitwerts L S. Bei den o.a. Eingabeoptionen wird oftmals missverstanden, dass sich allein durch die Angabe mit Randdämmung bereits der eingegebene U-Wert des eigentlichen Bauteils verändert, der für die Mittelwertberechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten nach Anlage 2 Abschnitt 2.3 herangezogen wird. Frage & Antwort des Monats März

4 5) Zwei Bauteile für die Bodenplatte Die Abbildung der Bodenplatte in Form von 2 Bauteilen, ergibt sich aus der Notwendigkeit zur Einhaltung der Anforderungen nach Anlage 2 Tabelle 2 der EnEV, wonach die Wärmedurchgangskoeffizienten der wärmeübertragenden Umfassungsfläche eines zu errichtenden Nichtwohngebäudes die angegebenen Werte der Tabelle 2 nicht überschreiten dürfen. Demnach unterliegen für die betrachtete Halle alle Bodenplattenflächen außerhalb des 5 m Bereichs nicht den Anforderungen nach Tabelle 2, weil diese bei der Mittelwertberechnung unberücksichtigt bleiben. Daraus lässt sich jedoch nicht folgern, dass diese gänzlich keiner anderweitigen Mindestanforderung unterliegen können. Folgendes zweites Bauteil wird nun für die Bodenplatte angelegt und eingegeben. BT 1: Bodenplatte ungedämmt U=3,89 W/(m 2 K) BT 2: Bodenplatte gedämmt U=0,46 W/(m 2 K) Daraus ergeben sich folgende Flächenanteile: 6) Flächenangaben Nach der Eingabe der beiden Bauteile sollte weiter für jedes Bauteil definiert werden, welche Flächenanteile mehr als 5 m vom äußeren Rand des Gebäudes entfernt liegen. Beispielhaft soll dies für die beiden angelegten Bauteile aufgezeigt werden. Gedämmte Bodenplatte Ungedämmte Bodenplatte Mit der Flächenangabe Fläche die mehr als 5 m vom äußeren Rand des Gebäudes entfernt ist (1.300 m 2 ), beeinflussen Sie die bei der Mittelwertberechnung nach EnEV Anlage 2 Abschnitt 2.3 zu berücksichtigende Bauteilfläche gegen Erdreich. Frage & Antwort des Monats März

5 Die Eingabe der m 2 (siehe gelber Pfeil) für die ungedämmte Bodenplatte führt dazu, dass diese bei der Mittelwertberechnung gänzlich unberücksichtigt bleibt. Musterberechnungen von U_m (hier beispielhaft nur für das erdberührte opake Bauteil Bodenplatte ): Fall 1 Bodenplatte komplett ungedämmt (0 m 2 außerhalb 5 m) U_m = (2.125 m 2 * 3,89 W/(m 2 K) * 0,50) : m 2 = U_m 1 = 1,9 W/(m 2 K) Fall 2 Bodenplatte komplett ungedämmt (aber m 2 außerhalb 5 m) U_m = (825 m 2 * 3,89 W/(m 2 K) * 0,50) : 825 m 2 = U_m 2 = 1,9 W/(m 2 K) Fall 3 Bodenplatte im 5 m Bereich gedämmt und m 2 ungedämmt (0 m 2 außerhalb 5 m) U_m = ((825 m 2 * 0,46 W/(m 2 K) * 0,50) + (1.300 m2 * 3,89 W/(m 2 K) *0,50)) : m 2 U_m 3 = 1,3 W/(m 2 K) Achtung: Fall 3 beruht auf einer nicht korrekten Dateneingabe. Fall 4 Bodenplatte im 5 m Bereich gedämmt (aber m 2 ungedämmt und außerhalb 5 m) U_m = (825 m 2 * 0,46 W/(m 2 K) * 0,50) : 825 m 2 = U_m 4 = 0,23 W/(m 2 K) Achtung: Fall 4 beruht auf einer korrekten Dateneingabe. Bei der Abbildung des unteren Gebäudeabschlusses ist generell sorgsam vorzugehen. Der Arbeitsaufwand zur Abbildung und Beschreibung der Bodenplatten steigt mit der Anzahl der Zonen insbesondere dann, wenn diese sowohl innerhalb als auch außerhalb des 5 m Bereichs Flächen gegen Erdreich aufzuweisen haben. Die aufwendige Abbildung ist jedoch im Normalfall immer bei der Einhaltung der EnEV Anforderungen nach Anlage 2 Tabelle 2 hilfreich. Die Beschreibung des Sachverhalts zur Dateneingabe kann softwarespezifisch unterschiedlich ausfallen. Dipl.-Ing. (FH) Lutz Friederichs zert. Passivhaus Planer Rechtlicher Die Frage & Antwort des Monats vermittelt einen Informationsstand, jedoch keine rechtsverbindliche Anwendung der Norm oder der EnEV. Beachten Sie bitte, dass für die Durchführung der EnEV Ihr jeweiliges Bundesland zuständig ist. Frage & Antwort des Monats März